Was ist der Mempool und was passiert mit Transaktionen dort?

Den Mempool in Kryptowährungsnetzwerken verstehen

Der Mempool, kurz für Memory Pool, ist ein entscheidender Bestandteil von Blockchain-Netzwerken wie Bitcoin und Ethereum. Es fungiert als temporärer Aufbewahrungsbereich, in dem unbestätigte Transaktionen auf die Validierung durch Miner oder Validatoren warten. Jeder Knoten im Netzwerk verwaltet seine eigene Version des Mempools und speichert Transaktionen, die er empfangen hat, die aber noch nicht in einen Block aufgenommen wurden.

Wenn ein Benutzer eine Kryptowährungstransaktion initiiert, wird diese über das Peer-to-Peer-Netzwerk übertragen. Knoten empfangen diese Transaktion und überprüfen ihre Legitimität – indem sie digitale Signaturen, verfügbare Mittel und die Einhaltung von Protokollregeln prüfen. Wenn alles ausgecheckt ist, gelangt die Transaktion in den Mempool des Knotens. Von dort wartet es darauf, abgeholt und verarbeitet zu werden.

Wie sich Transaktionen durch den Mempool bewegen

1. Ein Benutzer sendet eine Transaktion aus seinem Wallet und erhebt eine Gebühr, die auf der Netzwerküberlastung und der gewünschten Geschwindigkeit basiert.
2. Die Transaktion breitet sich durch das Netzwerk aus und erreicht mehrere Knoten, die jeweils unabhängig voneinander ihre Authentizität überprüfen.
3. Gültige Transaktionen werden im lokalen Mempool jedes Knotens gespeichert und bilden eine Warteschlange ausstehender Vorgänge.
4. Miner oder Validatoren wählen Transaktionen aus dem Mempool aus und priorisieren typischerweise diejenigen mit höheren Gebühren pro Byte oder Gas.
5. Nach der Auswahl wird die Transaktion in einen neuen Block aufgenommen, in der Blockchain bestätigt und aus allen Mempools entfernt.

In Zeiten hoher Nachfrage, wie etwa bei NFT-Mints oder Flash-Crashs, kann das Volumen ausstehender Transaktionen erheblich ansteigen. Dies führt zu Verzögerungen, da die Kapazität der Blöcke begrenzt ist. Benutzer, die niedrige Gebühren festlegen, können feststellen, dass ihre Transaktionen stunden- oder sogar tagelang stecken bleiben, bis die Netzwerkaktivität nachlässt oder sie Mechanismen wie „Replace-by-Fee“ (RBF) verwenden, um die ursprüngliche Gebühr zu erhöhen.

Transaktionspriorisierung und Gebührendynamik

1. Transaktionsgebühren haben direkten Einfluss darauf, wie schnell eine Überweisung durch den Mempool läuft; Höhere Gebühren erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer zeitnahen Aufnahme.
2. Auf Bitcoin sortieren Miner Transaktionen nach Satoshis pro Byte und bevorzugen kompakte Transfers mit hohen Gebühren gegenüber umfangreichen, niedrig bezahlten Transfers.
3. Ethereum verwendet ein gasbasiertes Preismodell, bei dem Benutzer für Rechenraum bieten; Transaktionen mit höheren Gaspreisen erhalten Vorrang.
4. Einige Wallets bieten Mempool-Analysen in Echtzeit, sodass Benutzer die Bestätigungszeiten abschätzen und die Gebühren entsprechend anpassen können.
5. Bei Überlastung entstehen dynamische Gebührenmärkte, die die durchschnittlichen Gebühren in die Höhe treiben, bis das Angebot (Blockraum) der Nachfrage (ausstehende Transaktionen) entspricht.

Mempool-Überwachungstools werden häufig von Händlern, Entwicklern und Börsen verwendet, um Netzwerkbedingungen vorherzusehen. Diese Tools visualisieren den Rückstand, verfolgen Gebührensätze und identifizieren potenzielle Engpässe. Wenn der Mempool beispielsweise mit Tausenden unbestätigter Transaktionen anwächst, deutet dies auf eine zunehmende Latenz und mögliche Preisvolatilität bei dezentralen Anwendungen hin, die auf schnelle Abwicklungen angewiesen sind.

Mempool-Variabilität über Knoten hinweg und Auswirkungen auf die Sicherheit

1. Nicht alle Mempools sind identisch – verschiedene Knoten können aufgrund von Verzögerungen bei der Netzwerkausbreitung Transaktionen zu unterschiedlichen Zeiten empfangen.
2. Einige Knoten wenden benutzerdefinierte Richtlinien an, z. B. die Ablehnung von Transaktionen unterhalb eines bestimmten Gebührenschwellenwerts oder das Herausfiltern bestimmter Skripttypen.
3. Angreifer könnten möglicherweise Mempool-Inkonsistenzen ausnutzen, indem sie Transaktionen erstellen, die darauf abzielen, den Konsens zu spalten oder an vorderster Front laufende Bots zu manipulieren.
4. Im dezentralen Finanzwesen (DeFi) ermöglicht die Kenntnis ausstehender Transaktionen es erfahrenen Akteuren, vor der Bestätigung Arbitrage- oder Sandwich-Angriffe durchzuführen.
5. Datenschutzorientierte Protokolle zielen darauf ab, Mempool-Daten zu verschleiern, den Vorteil von Bots zu verringern und die Fairness bei der Transaktionsbestellung zu verbessern.

Die Struktur und das Verhalten des Mempools spielen eine grundlegende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Effizienz und Integrität von Blockchain-Systemen. Während es für gelegentliche Benutzer oft unsichtbar ist, dient es als Frontpuffer zwischen Benutzerabsicht und unveränderlichen Aufzeichnungen. Seine Transparenz ermöglicht Innovationen bei Gebührenschätzungen und Handelsstrategien, bringt aber auch Schwachstellen mit sich, die fortgeschrittene Teilnehmer routinemäßig ausnutzen.

Häufig gestellte Fragen

Kann eine Transaktion auf unbestimmte Zeit im Mempool verbleiben? Nein. Die meisten Knoten legen Zeitlimits oder Größenbeschränkungen für ihre Mempools fest. Wenn eine Transaktion zu lange unbestätigt bleibt, wird sie von den Knoten schließlich verworfen, sodass der Absender sie mit angepassten Parametern erneut senden muss.

Was passiert, wenn zwei widersprüchliche Transaktionen in den Mempool gelangen? Knoten behalten normalerweise nur eine Version – die erste gültige Version, die sie erhalten. Wenn jedoch ein Ersatz mit höheren Gebühren ausgestrahlt wird und die RBF- oder Child-Pays-for-Parent-Regeln erfüllt, akzeptieren einige Knoten möglicherweise die neue Version und verwerfen das Original.

Verwenden alle Blockchains einen Mempool? Die meisten Proof-of-Work- und Proof-of-Stake-Ketten nutzen eine Form von Mempool. Alternative Konsensmodelle wie DAG-basierte Ledger (z. B. IOTA) handhaben die Transaktionsweitergabe jedoch anders und stützen sich möglicherweise nicht auf eine zentralisierte Warteschlange.

Kann ich den aktuellen Status des Mempools überprüfen? Ja. Öffentliche Block-Explorer und API-Dienste wie Blockstream.info, Etherscan oder Mempool.space bieten Live-Ansichten ausstehender Transaktionen, Gebührenverteilungen und geschätzter Bestätigungszeitpläne.